专利名称：水力辅助发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水力辅助发动机，尤涉及一种利用浮力驱动，且可有效提升输出动力、确保运转顺畅的驱动装置。
背景技术：
随着地球上石油、煤及天然气等各种能源过度消耗以及废气排放所造成的环保考 量，目前针对于太阳能、风力水力及潮汐等天然无污染的能源利用，已逐渐被广泛研究及探 讨，且其各种应用技术亦获得极大的进展，其中一般的水力发电装置，其是利用水由高处向 下流的过程中推动涡轮机，并利用所述涡轮机带动发电机组动作，以达到发电的功效，然 而，基于发电效率及成本考量，一般水力发电机组多是设置于水库内，且其体积庞大，同时 其运作时需耗费大量的水流，无法避免地对于生态方面亦产生某种程度的影响。除了上述一般水力发电装置的外，其它利用水的自然特性(例如浮力)产生驱动 力的动力装置亦不断地被尝试与开发，如中国台湾专利公告第M324117号“浮力原动机”新 型专利案，其主要包括一原动轮组，是由一组轮轴支架、一枢设于所述轮轴支架顶端的转 轮、一局部包夹着所述转轮的挡水导槽所组成，所述转轮的二侧具有多个直线沟形滑轨，而 所述挡水导槽的内壁具有偏心的环形导轨；以及多个个浮体，呈间隔等距排列在所述转轮 转辐周缘，并能在所述挡水导槽内随转轮旋转运行，所述浮体的二侧延伸出浮体支臂，而浮 体支臂能在所述转轮的沟形滑轨内直线移动，又浮体支臂侧面具有依循前述环形导轨轨迹 运行的滚轮。另有如公告第M343720号“浮力发电机组”新型专利案所揭示的结构，其主要包 括一浮力推动机，本体部份沉浸于流体内，以利于浮力作用产生动能来驱动机具运作；一 传动装置，由一具有高低落差的输送台所构成，所述输送台受浮力推动机的驱动而能将若 干重压球由输送台的低处运往输送台的高处；一重压轮，其高处以一向上倾斜的球道与所 述输送台的高处衔接，低处以一向下倾斜的球道与所述输送台的低处衔接，使重压球能从 球道落至重压轮以重力带动重压轮旋转，再由重压轮落至球道，使重压轮、球道与所述输送 台配合形成一重压球的循环路径；及一发电机，藉由齿轮组与所述重压轮衔接以获得运转 发电；其特征在于上述浮力推动机是由一容器、一组设在容器外的轮轴支架、一枢设在轮 轴支架顶端且位于容器内的转轮、及多个个呈间隔等距排列在转轮轮辐周缘的浮体所组 成，所述容器内壁具有环形导轨，以供设置于浮体侧面的滚轮依循环形导轨轨迹运行，而位 近转轮处的槽壁形成局部包夹着转轮的挡水导槽。上述二案主要皆是利用多个浮体枢设于一转轮周缘，且所述浮体可随转轮旋转运 行，而于所述浮体的二侧另设有向外延伸的浮体支臂，并使所述浮体支臂可沿一偏心的环 形导轨移行，利用所述浮体支臂于环形导轨内移行时，可与浮体枢接于转轮周缘的支点部 位产生位置改变，使部份浮体产生自行转动且与转轮中心的距离产生变化，进而破坏力矩 的平衡而使所述转轮转动，达到无需外在动力而可自行转动，以应用于各种动力输出的需 求场合；然而，由于所述浮体支臂与枢接于转轮上支点的距离是固定，因此利用所述浮体自行转动所能产生与转轮中心距离的变化极为有限，所以难以产生较大的辅助力矩以降低驱 动所述转轮负荷，使其实际输出的动力因损耗过大，而难以满足不同的应用需求。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种水力发动机，可以利用多个伸缩组件将 多个浮体呈放射状结合于一可转动的转轮周缘，且所述伸缩组件于运转过程中会在不同位 置产生不同的长度变化，致使各浮体作用于转轮上的力矩不同，藉以辅助驱动所述转轮枢 转并输出动力。为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种水力辅助发动机，包括一外壳座， 具有一对外开放的容置空间，于所述容置空间内横设有一枢轴贯穿所述外壳座上二对应的 壁面，且于至少一壁面上设有一偏心的环形导槽；一转轮，结合固定于所述枢轴中段，以与 所述枢轴形成同步转动；多个伸缩组件，二端分别设有一固定端及一活动端，使所述固定端 枢设于所述转轮临外壳座的环形导槽一侧周缘表面，且所述伸缩组件于固定端旁侧另设有 一贯穿的驱动元件，所述驱动元件一端设有向外壳座凸伸的外端，以伸入所述环形导槽内， 且得以受所述环形导槽的导引而连动所述伸缩组件产生长度变化；多个浮体，是枢设于各 伸缩组件的活动端，且保持沉浸于液体中，各浮体藉由本身所受液体的浮力配合所述伸缩 组件的长度变化，而产生不同的辅助力矩施加于所述转轮，并经由枢轴输出其动力。本实用新型的有益效果在于有效利用水力的辅助，以降低输入能量的损失，进而 提升输出的动力及效率。依上述结构，其中所述伸缩组件是由二连杆组相互交叉枢接而成。依上述结构，其中所述伸缩组件于活动端旁侧设有一引导元件，而于各浮体表面 上沿所述伸缩组件的伸缩方向设有一引导滑槽，以供所述引导元件伸入而形成一活动的导 引。依上述结构，其中所述驱动元件另设有一向转轮凸伸的内端，而所述转轮则于结 合各伸缩组件的固定端外旁侧分别设有一沿伸缩方向延伸的引导滑槽，以供所述驱动元件 的内端伸入而形成活动的导引。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明。第1图是本实用新型第一实施例的构造分解图。第2图是本实用新型第一实施例的组合外观图。第3图是本实用新型第一实施例的动作情形示意图。第4图是本实用新型第二实施例的构造示意图。第5图是本实用新型第三实施例的构造示意图。图中各元件符号说明1、10外壳座 41镂空部11容置空间 42内槽道12枢轴43外槽道13环形导槽 44导轨座[0023]131近端441导轨132远端442导槽14壳座支架5伸缩组件15枢轴支架51固定端2、20转轮52活动端21轴孔53驱动元件22、31枢接孔531外端23、32引导滑槽532内端3、30浮体54引导元件4侧盖板541外凸部
具体实施方式
如
图1至3所示，明显可看出，本实用新型第一实施例的结构主要包括外壳座1、 转轮2、浮体3、侧盖板4及伸缩组件5等部份，其中所述外壳座1具有一对外开放的容置空 间11，外壳座1外侧则以一壳座支架14支撑于预设定位面上，而于容置空间11内横设有 一枢轴12贯穿所述外壳座1上二对应的壁面，使所述枢轴12的二端部分别枢设二枢轴支 架15上，并于所述二壁面上的枢轴12贯穿部位为周侧设有一偏心的环形导槽13，所述环形 导槽13至少具有一距离枢轴12较远的远端132部位，及一距离枢轴12较近的近端131部 位，转轮2中央贯设有一轴孔21，可供结合固定于所述枢轴12中段，使其可与所述枢轴12 同步转动，于所述转轮2的二旁侧周缘分别设有多个等间距的枢接孔22，且于各枢接孔22 外旁侧分别设有一向外呈放射状延伸的引导滑槽23，多个浮体3是设置于所述转轮2外周 缘对应各引导滑槽23的位置，于各浮体3 二旁侧分别设有一枢接孔31，于所述枢接孔31旁 侧分别设有一对应各引导滑槽23的引导滑槽32，二侧盖板4是结合于所述转轮2的二旁 侧面，于所述侧盖板4外周侧设有多个开口向外且可套合于各引导滑槽32的外槽道43，而 于侧盖板4中央设有一镂空部41，于所述镂空部41周缘设有多个开口向内且可套合于各 引导滑槽23的内槽道42，另使二侧盖板4于结合转轮2的另一侧表面对应于各浮体3的 位置上结合有多个导轨座44，于各导轨座44上设有一向外呈放射状延伸的导轨441，于所 述导轨441面对转轮2的一侧设有一对应于外槽道43 (即引导滑槽23)及引导滑槽32的 导槽442，多个伸缩组件5是分别由二连杆组相互交叉枢接而成，其于二端各设有一固定端51及一活动端52，所述固定端51是枢设于所述转轮2的枢接孔22内，且其旁侧另设有一 贯穿的柱状驱动元件53，所述驱动元件53是以其外端531伸入外壳座1的环形导槽13内， 而驱动元件53的另一端(内端532)则通过内槽道42伸入转轮2的引导滑槽23内，又所 述伸缩组件5的活动端52是枢设于浮体3的枢接孔31，且于活动端52旁侧设有一引导元 件54，所述引导元件54向内可通过外槽道43伸入浮体3的引导滑槽32内，且于所述引导 元件54外端可结合一外凸部541，以供伸入导槽442内。操作时，可将上述各组件(或至少需使各浮体3)置于液体(水)中，使得以产生 转动，且使各浮体3可受所述液体(水)的浮力作用，而各伸缩组件5分别以驱动元件53 的外端531伸入环形导槽13内，其中部份驱动元件53的外端531是位于近端131部位附 近，此时所述驱动元件53位于临近固定端51的位置，使所述伸缩组件5处于完全收缩(长度最短)的状态，而部份驱动元件53的外端531是位于远端132部位附近，此时所述驱动 元件53位于远离固定端51的位置，使所述伸缩组件5处于完全伸展(长度最长)的状态， 如此一来，相同的浮体3经由不同伸缩组件5的伸展长度而可对转轮2产生不同的辅助作 用力矩，以辅助驱动所述转动中的转轮2连动枢轴12输出动力。上述结构中，当所述伸缩组件5于伸缩动作的过程中，由于驱动元件53是以其内 端532伸入所述转轮2的引导滑槽23内，因此可确实定位各伸缩组件5的对外延伸方向 (保持呈向外放射状)，而伸缩组件5的引导元件54则是以其内端伸入浮体3的引导滑槽 32内，使所述浮体3得以保持避免自身转动的定位状态，同时，利用引导元件54外端的外凸 部541伸入导槽442内而可形成伸 缩活动的导引，且所述导轨441亦可对伸缩组件5形成 支撑，使所述伸缩组件5于伸展或收缩的动作过程中，其二端部皆可受到滑移方向的导引 及支撑，而所述浮体3亦得以保持于转轮2周侧呈放射状方向活动，而不致于有相互枢转、 偏斜及摇摆的情形发生，以有效传递驱动的动力；再者，由于藉由所述伸缩组件5所产生的 大幅度伸缩的长度变化，可使各浮体3产生较大的力矩变化以辅助驱动所述转轮2，其不但 可减少能量损失而输出较大的动力，更可提升整体运转的顺畅度。如图4所示，可知本实用新型第二实施例的结构是以前述第一实施例的结构为基 础，其主要的差异乃在于所述浮体30相较于前述浮体3具有较宽的宽度(或可具有较大 的体积)，而所述外壳座10及转轮20则为配合所述浮体30而修正相关的配合尺寸，而所述 伸缩组件5、侧盖板4则为完全相同的结构，其藉由较大体积的浮体30经由完全相同的动作 而可产生较大的辅助力矩与动力输出，以形成一应用上的变化。如图5所示，可知本实用新型第三实施例的结构具有与前述第一实施例完全相同 的组合元件，其差异在于本实施例中可增加浮体3的设置数目及密度，使其相较于所述第 一实施例而可产生较大的辅助输出及更顺畅的动作，藉以依实际需要而于生产成本及输出 特性之间取得一平衡。
权利要求一种水力辅助发动机，其特征在于，包括一外壳座，具有一对外开放的容置空间，于所述容置空间内横设有一枢轴贯穿所述外壳座上二对应的壁面，且于至少一壁面上设有一偏心的环形导槽；一转轮，结合固定于所述枢轴中段，以与所述枢轴形成同步转动；多个伸缩组件，二端分别设有一固定端及一活动端，使所述固定端枢设于所述转轮临外壳座的环形导槽一侧周缘表面，且所述伸缩组件于固定端旁侧另设有一贯穿的驱动元件，所述驱动元件一端设有向外壳座凸伸的外端，以伸入所述环形导槽内，且得以受所述环形导槽的导引而连动所述伸缩组件产生长度变化；多个浮体，是枢设于各伸缩组件的活动端，且保持沉浸于液体中，各浮体藉由本身所受液体的浮力配合所述伸缩组件的长度变化，而产生不同的辅助力矩施加于所述转轮，并经由枢轴输出其动力。
2.如权利要求1所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述伸缩组件是由二连杆组相 互交叉枢接而成。
3.如权利要求1或2所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述转轮于结合各伸缩组件 的固定端外旁侧分别设有一沿伸缩方向延伸的引导滑槽，而所述驱动元件另设有一向转轮 凸伸的内端，且所述内端是伸入所述引导滑槽内以形成活动的导引。
4.如权利要求1或2所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述伸缩组件于活动端旁侧 设有一引导元件，而于各浮体表面上沿所述伸缩组件的伸缩方向设有一引导滑槽，以供所 述弓I导元件伸入而形成一活动的导引。
5.如权利要求4所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述转轮至少于临伸缩组件的 一侧面周缘各对应于浮体的位置设有多个导轨座，于各导轨座上设有一沿所述伸缩组件活 动方向延伸的导槽，而所述伸缩组件的引导元件则可于临环形导槽的一侧设有一外凸部， 且所述外凸部是伸入所述导槽内形成一活动的导引。
6.如权利要求5所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述多个导轨座与转轮旁侧的 间设有一侧盖板，于侧盖板中央设有一镂空部，于所述镂空部周缘设有多个对应于转轮上 各引导滑槽的内槽道。
7.如权利要求6所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述侧盖板的面积大于转轮旁 侧的面积，且于侧盖板外周侧设有多个开口向外且套合各浮体的引导滑槽的外槽道。
8.如权利要求5所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述导轨座上设有一导轨，且所 述导槽是设于所述导轨上。
9.如权利要求1或2所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述伸缩组件是以对应形态 设置于转轮的二侧，且分别结合于各浮体的二侧。
10.如权利要求3所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述伸缩组件是以对应形态设 置于转轮的二侧，且分别结合于各浮体的二侧。
11.如权利要求4所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述伸缩组件是以对应形态设 置于转轮的二侧，且分别结合于各浮体的二侧。
12.如权利要求5所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述伸缩组件是以对应形态设 置于转轮的二侧，且分别结合于各浮体的二侧。
13.如权利要求6所述的水力辅助发动机，其特征在于，所述伸缩组件是以对应形态设置于转轮的二侧，且分别结合于各浮体的二侧。
专利摘要本实用新型公开了一种水力辅助发动机，于一外壳座内设有一对外开放的容置空间，容置空间内横设有一枢轴，外壳座至少一壁面对应于枢轴周缘部位设有一偏心的环形导槽，一转轮结合固定于枢轴中段，有多个分别由二连杆组相互交叉枢接而成的伸缩组件各以其一端枢设于转轮周缘临环形导槽一侧表面，于各伸缩组件上设有一驱动元件，伸入环形导槽内形成滑动的导引，多个沉浸于液体中的浮体分别枢设于各伸缩组件的另一端，当转轮运转时，各驱动元件于偏心的环形导槽内滑移，连动伸缩组件产生大幅度的长度变化，产生不同的力矩施加于转轮，并由枢轴输出转动的动力，其增加力臂的伸展，有效利用水力的辅助，以降低输入能量的损失，进而提升输出的动力及效率。
文档编号F03B17/02GK201574875SQ20092007400
公开日2010年9月8日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者纪正平 申请人:纪正平